如何在Python中直观地表示多量子位系统？

我试图在视觉上显示在某个算法/门上执行3比特系统之前和之后的比较.

对于Hadamard门之前和之后的第3量子位系统

psi =   1|000> + 1|001> 

Hadamard 3-Qubit矩阵

H =     [[ 0.3536  0.3536  0.3536  0.3536  0.3536  0.3536  0.3536  0.3536]
        [ 0.3536 -0.3536  0.3536 -0.3536  0.3536 -0.3536  0.3536 -0.3536]
        [ 0.3536  0.3536 -0.3536 -0.3536  0.3536  0.3536 -0.3536 -0.3536]
        [ 0.3536 -0.3536 -0.3536  0.3536  0.3536 -0.3536 -0.3536  0.3536]
        [ 0.3536  0.3536  0.3536  0.3536 -0.3536 -0.3536 -0.3536 -0.3536]
        [ 0.3536 -0.3536  0.3536 -0.3536 -0.3536  0.3536 -0.3536  0.3536]
        [ 0.3536  0.3536 -0.3536 -0.3536 -0.3536 -0.3536  0.3536  0.3536]
        [ 0.3536 -0.3536 -0.3536  0.3536 -0.3536  0.3536  0.3536 -0.3536]]


output = psi*H =    [[ 0.7071]
                     [ 0.    ]
                     [ 0.7071]
                     [ 0.    ]
                     [ 0.7071]
                     [ 0.    ]
                     [ 0.7071]
                     [ 0.    ]]

可以用ket表示法写成：

0.70711|000> + 0.70711|010> + 0.70711|100> + 0.70711|110>

我最初考虑使用Bloch球体,但很快意识到Bloch球体仅适用于单个量子位系统.

我遇到过Quantum Toolbox for Python,QuTiP或专门关于可视化的页面(http://qutip.org/docs/2.2.0/guide/guide-visualization.html),但是我很困惑如何将其应用于我要实现的目标或这些可视化揭示的关于系统的信息？

在此示例中,我的问题是,在应用Hadamard门之前和之后,可视化或展示量子系统发生的变化的最佳方法是什么？

关于量子计算/量子位,我还是一个初学者,因此欢迎您提出任何建议！

解决方法:

事实是很难以几何方式可视化多量子位系统.原因是,对于多量子位系统,Bloch球图的等效项通常非常复杂.您问题中的链接提供了一种使用状态密度矩阵可视化状态的方式.如果您对一旦确定基础进行测量之后的概率变化感兴趣,那么这是查看多量子位系统的好方法.

或者,您可以签出quantum circuit visualization tool.它显示了一旦应用电路,幅度在各个基数中的变化情况.如果系统像您这样的量子比特很少,则效果很好

标签：physics,python,quantum-computing
来源： https://codeday.me/bug/20191111/2021730.html